JP2010186019A - 転写装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】未転写トナーが入力された場合にのみ無機潤滑剤を塗布することによって、副作用である塗布量不安定、感光体への滑剤固着、フィルミング等を防止し、トナーのすり抜け効果を得ることができる転写装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】静電潜像を顕像化したトナー像を担持する像担持体７と、前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、クリーニング手段５６で転写残トナーが除去された転写前の前記像担持体に脂肪酸金属塩、又は脂肪酸金属塩と無機潤滑剤の混合物からなる潤滑剤を塗布する第１の潤滑剤塗布手段５７と、転写後の前記像担持体に無機潤滑剤、又は無機潤滑剤と脂肪酸金属塩の混合物からなる潤滑剤を前記像担持体に塗布する第２の潤滑剤塗布手段５８と、第１及び第２の潤滑剤塗布手段から塗布される脂肪酸金属塩と無機潤滑剤の塗布比率を前記像担持体上に残留したトナー量に応じて変化させる手段と、を有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に用いられる転写装置及び画像形成装置に係り、特に転写装置として中間転写ユニット（中間転写体）を用いた装置に関するものである。

従来における中間転写型の画像形成装置としては、例えば本出願人の提案に係る特許文献１に開示されているように、静電潜像に応じたトナー像が形成される像担持体としての感光体ドラムと、この感光体ドラム上のトナー像が中間的に転写される中間転写ベルトと、この中間転写ベルトに対して感光体ドラム上のトナー像を転写させる１次転写装置と、中間転写ベルト上に転写されたトナー像を記録媒体に一括して２次転写させる２次転写装置とを備えたものが知られている。

前記中間転写ベルトは多層構造となっており、ベース層を例えば伸びの少ないフッ素樹脂やＰＶＤＦシート、ポリイミド系樹脂でつくり、表面をフッ素系樹脂等の平滑性のよいコート層で被ってなる。像担持体に形成されるトナー像は中間転写ベルトに１次転写された後、記録媒体上に２次転写されカラー画像が形成される。２次転写後、中間転写ベルトに残留したトナー像はクリーニング手段によってクリーニングされる。

前記クリーニング手段としては、クリーニングブレードで物理的にトナーを掻き落す方法や、ブラシローラを用いて静電的に残留トナーを除去する方法等が知られている。近年の高画質化等の要求から、トナーの小粒経化や重合トナーによる球形化が進み、中間転写ベルト上に残留したトナーをクリーニングすることが益々難しくなってきている。重合トナーでは、ワックス成分がトナー内部に均一に分散しているため、中間転写ベルトに付着した際、ワックス成分の外部への析出が少なく、中間転写ベルト表面の摩擦係数μｓが経時で上昇する傾向がみられる。そのため、ブレード巻き込み防止や表面のフィルミング防止のため、潤滑剤の塗布が必要である。この潤滑剤としては主に脂肪酸金属塩と無機潤滑剤が知られている。

脂肪酸金属塩の例としては、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸銅、オレイン酸鉛、オレイン酸マンガン、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸コバルト、パルミチン酸鉛、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸アルミニウム、パルミチン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプリン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、リシノール酸亜鉛、リシノール酸カドミウム及びそれらの混合物があるが、これに限るものではない。また、これらを混合して使用してもよい。中でもステアリン酸亜鉛が特に像担持体への成膜性に優れることから、最も好ましく用いられる。

一方、無機潤滑剤とは、自身が劈開して潤滑する、或いは内部滑りを起こす無機化合物のことを指す。具体的な物質例としては、タルク・マイカ・窒化ホウ素・二硫化モリブデン・二硫化タングステン・カオリン・スメクタイト・ハイドロタルサイト化合物・フッ化カルシウム・グラファイト・板状アルミナ・セリサイト・合成マイカなどがあるが、これに限るものではない。中でも窒化ホウ素は、原子がしっかりと組み合った六角網面が広い間隔で重なり、層間に働く力は弱いファンデルワールス力のみであるため、容易に劈開、潤滑することから、最も好ましく用いられる。

前記窒化ホウ素を潤滑剤として用いた場合、クリーニングブレードと像担持体の当接部で堰き止められニップが迅速に形成される（ダム効果）ことによって、トナーのすり抜けが防止できる。そのため、従来から潤滑剤として脂肪酸金属塩と無機潤滑剤を併用する方法が、数多く提案されてきている（特許文献２〜４）。

しかし、窒化ホウ素を代表とする無機潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛と比較すると、塗布量（消費量）が不安定であり、感光体への固着、感光体フィルミングが発生すること、同じ摩擦係数を得るための必要容積が大きい等の課題があるため、未だにステアリン酸亜鉛を滑剤として用いることが主流となっている。

一方、クリーニングし易さは、像担持体上に残留したトナー量に大きく影響され、多い程不利になることが知られている。特に、未転写トナーが入力されるジャム復帰時及び画像調整パターン入力時は、転写残トナー入力時に比べて負荷が非常に大きく、クリーニング不良が発生する可能性が高い。そのため、従来から入力画像を検知して潤滑剤塗布量を調整する方法が、広く提案されてきている（特許文献５〜７）。

しかし、前記した方法では、特別に入力画像の検知手段を設けなければならず、更に無機潤滑剤の堰き止め効果を狙ったものではないため、小粒径トナーに対しては効果が不十分であるという問題がある。

そこでこの発明は、前記のような従来の問題を解決し、未転写トナーが入力された場合にのみ窒化ホウ素を代表とする無機潤滑剤を塗布することによって、副作用である塗布量不安定、感光体への滑剤固着、フィルミング等を防止し、ダム効果によるトナーのすり抜け効果を得ることができる転写装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、静電潜像を顕像化したトナー像を担持する像担持体と、前記トナー像を記録媒体（転写紙）上に転写する転写手段と、この転写手段で転写した後の前記像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング手段とを有する転写装置であり、前記クリーニング手段で転写残トナーが除去され前記転写手段で転写前の前記像担持体に脂肪酸金属塩、又は脂肪酸金属塩と無機潤滑剤の混合物からなる潤滑剤を塗布する第１の潤滑剤塗布手段と、転写後の前記像担持体に無機潤滑剤、又は無機潤滑剤と脂肪酸金属塩の混合物からなる潤滑剤を前記像担持体に塗布する第２の潤滑剤塗布手段と、前記第１及び第２の潤滑剤塗布手段から塗布される脂肪酸金属塩と無機潤滑剤の塗布比率を前記像担持体上に残留したトナー量に応じて変化させる手段と、を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の転写装置において、第１の潤滑剤塗布手段は、クリーニング手段の近傍に設けられ、常時塗布する構成となっており、第２の潤滑剤塗布手段は、転写手段の近傍、又はクリーニング手段の近傍に前記像担持体に対して接離可能に設けられ、当接時に塗布する構成となっていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の転写装置において、潤滑剤の塗布比率を変化させる手段は、像担持体上残留トナー量が一定閾値を超えたとき、無機潤滑剤の塗布比率を増加させることを特徴とする。請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の転写装置において、像担持体上トナー残留量の一定閾値を未転写トナー入力時とし、ジャム復帰時、又は画像調整パターン作像時に、無機潤滑剤の塗布比率が増加することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の転写装置において、通常作像時は脂肪酸金属塩のみを潤滑剤として塗布するが、ジャム復帰時か画像調整パターン作像時にのみ、無機潤滑剤のみか、又は脂肪酸金属塩と無機潤滑剤を混合した潤滑剤塗布を追加することにより、塗布比率を変化させることを特徴とする。請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の転写装置において、無機潤滑剤の塗布比率は、最大でも脂肪酸金属塩の塗布比率を超えないことと特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の転写装置において、脂肪酸金属塩がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする。請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の転写装置において、無機潤滑剤が窒化ホウ素であることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の転写装置において、像担持体が中間転写ベルトであることを特徴とする。請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の転写装置において、転写手段が２次転写手段であることを特徴とする。請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の転写装置において、潤滑剤の塗布比率を変化させる手段による潤滑剤塗布比率の切り替えが、２次転写手段の中間転写ベルトからの接離に連動していることを特徴とする。請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれかに記載の転写装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、前記クリーニング手段で転写残トナーが除去され前記転写手段で転写前の前記像担持体に脂肪酸金属塩、又は脂肪酸金属塩と無機潤滑剤の混合物からなる潤滑剤を塗布する第１の潤滑剤塗布手段と、転写後の前記像担持体に無機潤滑剤、又は無機潤滑剤と脂肪酸金属塩の混合物からなる潤滑剤を塗布する第２の潤滑剤塗布手段と、前記第１及び第２の潤滑剤塗布手段から塗布される脂肪酸金属塩と無機潤滑剤の塗布比率を前記像担持体上に残留したトナー量に応じて変化させる手段と、を有するので、脂肪酸金属塩と無機潤滑剤の塗布比率を変化させることによって、残留トナー量に応じた最適なクリーニング性能を得ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、第２の潤滑剤塗布手段を転写手段の近傍又はクリーニング手段の近傍に設けることができ、クリーニング手段の近傍に設ける場合は第１の潤滑剤塗布手段とともにクリーニング手段が備えるケーシング内に収納することも可能であり、その場合はプロセスカートリッジとして装置のコンパクト化を図ることができる。
請求項３に記載の発明によれば、無機潤滑剤の量を多くすることによって、ダム効果によってブレードのすり抜けが防止できるため、残留トナー量が多い場合もクリーニング不良の発生を防止することができる。
請求項４に記載の発明によれば、無機潤滑剤量を多くするタイミングを、ジャム復帰時と画像調整パターン作像時にすることによって、像担持体上のトナー量の検出手段を有さない場合でも、事前に作成された制御仕様によって潤滑剤の塗布比率を切り替えることができる。
請求項５に記載の発明によれば、通常作像時は脂肪酸金属塩を潤滑剤として用い、ジャム復帰時と画像調整パターン作成時のみ無機潤滑剤を使用することによって、極力無機潤滑剤量を用いずにクリーニング効果が得られるため、無機潤滑剤での副作用である塗布量不安定、感光体への滑剤固着、フィルミング等を防止できる。
請求項６に記載の発明によれば、無機潤滑剤の比率が脂肪酸金属塩の比率以上にならないようにすることによって、感光体のフィルミングを防止している。
請求項７に記載の発明によれば、脂肪酸金属塩がステアリン酸亜鉛の場合であり、像担持体への成膜性に優れ、かつ従来からクリーニング手段に多く用いられているため安価である。
請求項８に記載の発明によれば、無機潤滑剤が窒化ホウ素の場合であり、ダム効果によるブレードのすり抜け防止効果が大きい。
請求項９に記載の発明によれば、像担時体が中間転写ベルトの場合であり、ジャム処理復帰やパターン作像時の場合のように未転写トナーがクリーニング装置に入力されることがあるため、本装置が効果的である。
請求項１０に記載の発明によれば、２次転写（紙転写）手段を備えた転写装置にも適用ができる。
請求項１１に記載の発明によれば、潤滑剤塗布比率の切り替えを２次転写（紙転写）手段の中間転写ベルトからの接離に連動させる装置であり、ジャム処理時やパターン作像時にもともと２次転写は離間する機構を有している場合が多く、既存の機構を使用するため装置を簡略化できる。
請求項１２に記載の発明によれば、請求項１ないし１１のいずれかに記載の転写装置を備えた画像形成装置を提供することができる。

この発明の一実施の形態を示す、タンデム型中間（間接）転写方式の電子写真装置（画像形成装置）の概略図である。 ２次転写ユニットとして、２次転写ベルトに代え、２次転写ローラを用いた別の実施の形態を示す、中間転写ユニット部の概略図であり、（Ａ）は無機潤滑剤塗布手段が中間転写ベルトの表面から離間している状態、（Ｂ）は中間転写ベルトの表面に当接している状態をそれぞれ表わしている。 同上の無機潤滑剤塗布手段をクリーニング装置のケーシング内に設けた、さらに別の実施の形態を示す、中間転写ユニット部の概略図である。 クリーニング性の潤滑剤差を表したグラフである。 滑剤消費量と摩擦係数の関係を表したグラフである。 滑剤消費量の安定性比較を表したグラフである。 閾値の関係を表したグラフである。

以下、図面を参照しながら、この発明の一実施の形態に係る画像形成装置について、説明する。

図１は、一実施の形態を示すもので、タンデム型中間（間接）転写方式の電子写真装置（画像形成装置）の概略図である。図１において、１は画像形成装置の本体であり、該装置本体の中央には、転写ベルトユニットとしての中間転写ユニット２が水平向きに設けられている。中間転写ユニット２の右方となる装置本体１の一側部には開閉扉を兼ね開閉可能な扉部としての２次転写ユニット３が下部枢支点４を中心として左右に揺動可能に枢支されている。図示していないが、２次転写ユニット３が右に大きく揺動すると、装置本体１には開口部が形成され、該開口部から中間転写ユニット２が脱着可能になるとともに、該開口部の形成により、装置本体１内の記録媒体である用紙（転写紙）Ｐの搬送路が大きく開き、ジャムした用紙Ｐの処理が容易となる。つまり、開口部は用紙Ｐのジャム処理用の開口部を兼ねている。

中間転写ユニット２は、中間転写体として複数の支持ローラに張架された無端状の中間転写ベルト７と、該中間転写ベルト表面の残留トナーを除去するクリーニング装置８と、前記複数の支持ローラ及びクリーニング装置８を支持するユニット本体（図示せず）とを有している。中間転写ベルト７は、多層構造となっており、ベース層を例えば伸びの少ないフッ素樹脂やＰＶＤＦシート、ポリイミド系樹脂でつくられ、表面をフッ素系樹脂等の平滑性のよいコート層で被ってなっている。なお、中間転写ベルト７は、多層構造に限らず、単層構造のポリイミド系樹脂で構成してもよい。そして、図１に示すとおり、中間転写ベルト７は支持ローラ１０，１１，１２，１３に掛け回されて図中矢印で示すように反時計回りに回転搬送可能になっている。

この図示例では、前記各支持ローラのうち、支持ローラ１３は中間転写ベルト７を回転駆動させるための駆動ローラとなっている。支持ローラ１０はクリーニング装置８に対向する位置に設けられる従動ローラである。支持ローラ１１，１２は従動ローラで、１次転写ニップを安定化する機能がある。クリーニング装置８の対向位置にある支持ローラ１０は図示例ではテンションローラも兼ねており、スプリング１４により中間転写ベルト７に一定の張力を付与する働きをしている。

クリーニング装置８は、支持ローラ１０近傍の中間転写ベルト７の一部を覆うケーシング５５を具え、このケーシング内にはクリーニング手段としてのクリーニングブレード５６が支持ローラ１０上の中間転写ベルト７の表面に接して配設され、そのベルト搬送方向下流側には脂肪酸金属塩からなる潤滑剤塗布手段５７が配設されている。潤滑剤塗布手段５７は中間転写ベルト７の表面に常時接して該ベルトに脂肪酸金属塩を塗布する回転ブラシローラ５７ａと、このブラシローラと接する脂肪酸金属塩５７ｂと、この脂肪酸金属塩をブラシローラに接するように加圧するスプリング５７ｃとからなっている。つまり、回転ブラシローラ５７ａに潤滑剤である脂肪酸金属塩５７ｂをスプリング５７ｃで加圧して塗布する方式である。また、この潤滑剤塗布手段５７と同様な機構・機能を有する無機潤滑剤からなる潤滑剤塗布手段５８が２次転写ユニット３近傍にある支持ローラ１３上の中間転写ベルト７の表面に接離可能に配設されている。潤滑剤塗布手段５８は中間転写ベルト７の表面への当接時に該ベルトに無機潤滑剤を塗布する回転ブラシローラ５８ａと、このブラシローラと接する無機潤滑剤５８ｂと、この無機潤滑剤をブラシローラの当接方向に加圧するスプリング５８ｃとからなっている。なお、脂肪酸金属塩５７ｂと無機潤滑剤５８ｂでは硬度が異なるため、塗布量を調整するには、その分ブラシの剛性を異ならせるとか、ブラシローラ５７ａ，５８ａの回転数を異ならせる等の調整が必要である。

そして、無機潤滑剤５８ｂを塗布する潤滑剤塗布手段５８の接離のタイミング等は図示しない制御手段に設けられる潤滑剤の塗布比率を変化させる手段により行われ、当接した場合には無機潤滑剤の塗布比率を増加させることが可能である。潤滑剤の塗布比率を変化させる手段は図示していないが、画像形成装置の制御系の一環として設けられ、この実施の形態では脂肪酸金属塩５７ｂが常時塗布されているのに対して、無機潤滑剤５８ｂが塗布される時間をタイマー等で制御することにより、塗布比率を変化させている。

１５は１次転写ローラで、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成手段Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対応して４本設置されている。支持ローラ１１と支持ローラ１２間に張り渡した中間転写ベルト７上には、その搬送方向に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの画像形成手段Ｙ〜Ｋが横に並べて配置され、タンデム画像形成装置が構成されている。各画像形成手段には像担持体としての感光体ドラム２１、該感光体ドラム表面を一様に帯電させる帯電手段２３、露光装置２４、該露光装置からの光により書込まれた潜像にトナーによるトナー像を形成する現像手段２５、１次転写した後感光体ドラム２１上に付着している残トナーを除去するクリーニング手段２２、感光体ドラム表面を除電する除電装置Ｌが設けられている。感光体ドラム２１は図中時計方向に回転駆動される。なお、前記構成においては、少なくとも感光体ドラム２１と現像手段２５とを一体に構成して装置本体１から着脱可能なプロセスカートリッジとしてもよい。

２次転写ユニット３は、図示例では、２本のローラ３１，３２間に、無端状の２次転写ベルト３３が掛け渡されて構成され、中間転写ベルト７を介して支持ローラ１２に押し当てて配置され、中間転写ベルト７上の画像を用紙Ｐに転写する。２次転写ベルトループの外側、つまり中間転写ユニット２の反対側には用紙Ｐにトナーを転写した後、残留する不要のトナーを拭い去るためのベルトクリーニング装置３５が配設されている。２次転写ベルト３３は、ローラ３６，３７によりテンションがかけられて、支持ローラ１２上の中間転写ベルト７と接触し、予め定められた２次転写ニップを形成する。つまり、ローラ３６，３７は２次転写ニップを安定化する。用紙Ｐは図の下方の給紙装置（給紙カセット）４０−１，４０−２に収納されており、最上部の用紙が給紙ローラ４１で１枚ずつ分離して給紙され、複数のガイド４２を経てレジストローラ対４３に搬送される。

２次転写ユニット３の上には、用紙Ｐ上に転写された転写画像を定着する定着装置４５が設けられている。定着装置４５は、定着ローラ４６と加圧ローラ４７を有し、両ローラを押し当てて構成する。２次転写ユニット３には、画像転写後の用紙Ｐを定着装置４５へと搬送する用紙搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写ユニット３として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、この用紙搬送機能を併せて備えることは難しくなる。４８は排紙ガイド対、４９は排紙ローラ、５０は排紙部であり、また排紙部５０の下方には補給用のトナーが収納できるトナー収納部ＴＳが設けられている。トナーの色はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色があり、カートリッジＴＣの形態にしていて、粉体ポンプ等によって対応する色の現像手段２５に適宜補給される。なお、５１は、２次転写ユニット３の廃トナータンクである。

前記画像形成装置の作用を説明する。図示しないスタートスイッチを押すと、駆動モータ（図示せず）で支持ローラの１つである支持ローラ１３が回転駆動される一方、他の支持ローラが従動回転し、中間転写ベルト７を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段Ｙ〜Ｋでその感光体ドラム２１が回転して各感光体ドラム２１上にそれぞれ、イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの単色画像が形成される。そして、中間転写ベルト７の搬送とともに、それらの単色画像が順次転写して中間転写ベルト７上に合成カラー画像が形成される。

一方、前記スタートスイッチが押されると、画像形成手段Ｙ〜Ｋよりも下方に位置する給紙カセット４０−１，４０−２の給紙ローラ４１の１つが選択回転され、ペーパーバンクに多段に備える給紙カセット４０−１，４０−２の１つから用紙Ｐが繰り出され、給紙ローラ４１で１枚ずつ分離されてガイド４２によって導かれて給紙路に入れられる。そして、さらに搬送ローラで搬送されて、レジストローラ対４３に突き当てられて止まる。

そして、中間転写ベルト７上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ対４３が回転し、中間転写ベルト７と２次転写ユニット３との間に用紙Ｐを送り込み、２次転写ユニット３で転写して用紙Ｐ上にカラー画像を記録する。画像転写後の用紙Ｐは、２次転写ユニット３で搬送されて定着装置４５へと送り込まれ、定着装置４５の定着ローラ４６と加圧ローラ４７の間を通過するときに熱と圧力とを加えられて転写画像を定着した後、排紙ローラ４９により矢印Ａで示すように排出され、排紙部５０上にスタックされる。

一方、画像転写後の中間転写ベルト７は、クリーニング装置８のクリーニングブレード５６で、画像転写後に中間転写ベルト７上に残留する残留トナーが除去され、タンデム画像形成装置による再度の画像形成に備えることになる。

前記画像形成の際に、通常作像時は、クリーニングブレード５６により転写残トナーが除去された中間転写ベルト７の表面には潤滑剤塗布手段５７から潤滑剤としての脂肪酸金属塩５７ｂがブラシローラ５７ａの回転により塗布される。このとき２次転写ユニット３側にある潤滑剤塗布手段５８は前記潤滑剤の塗布比率を変化させる手段の制御により、中間転写ベルト７の表面から離間し、無機潤滑剤５８ｂの塗布はしない。中間転写ベルト７の表面に付着する残留トナー量が次第に増えその量が一定量（一定閾値）を超えると、前記潤滑剤の塗布比率を変化させる手段の制御により、潤滑剤塗布手段５８を中間転写ベルト７の表面に当接させて無機潤滑剤５８ｂをブラシローラ５８ａの回転により塗布する。これにより中間転写ベルト７の表面への無機潤滑剤の塗布比率が増加し、無機潤滑剤での副作用である塗布量不安定、感光体への滑剤固着、フィルミング等を防止できるとともに、ダム効果によってブレードのすり抜けが防止できる。したがって、残留トナー量が多い場合もクリーニング不良の発生を防止することができる。このように脂肪酸金属塩と無機潤滑剤の塗布比率を変化させることによって、残留トナー量に応じた最適なクリーニング性能を得ることができる。

一方、中間転写ベルト７の表面に付着する残留トナー量が減って一定量を下回る状態になると、前記潤滑剤の塗布比率を変化させる手段の制御により、潤滑剤塗布手段５８を当接している中間転写ベルト７の表面から離間させて無機潤滑剤５８ｂの塗布を止める。これにより中間転写ベルト７の表面には脂肪酸金属塩５７ｂのみが塗布される、通常作像時に戻ることになる。

前記のようにして潤滑剤の塗布比率を変化させる手段を制御することにより塗布される脂肪酸金属塩５７ｂと無機潤滑剤５８ｂの塗布比率を像担持体である中間転写ベルト７上に残留したトナー量に応じて変化させることができる。

図２は、２次転写ユニットとして、２次転写ローラ６２を用いた別の実施の形態を示すものである。この実施の形態でも無機潤滑剤からなる潤滑剤塗布手段６４が２次転写ローラ６２と対向する支持ローラ１３上の中間転写ベルト７の表面に接離可能に設けられている。潤滑剤塗布手段６４の構成は前記潤滑剤塗布手段５８と同様であり、６４ａは回転ブラシローラ、６４ｂは無機潤滑剤、６４ｃはスプリングである。図２（Ａ）は潤滑剤塗布手段６４が中間転写ベルト７の表面から離間している状態、図２（Ｂ）は当接している状態をそれぞれ表わし、このような２次転写ローラ６２の場合も前記実施の形態と同様な作用を奏する。６３は２次転写ローラ６２を支持ローラ１３に当接付勢するためのスプリングであり、２次転写ローラ６２とともに２次転写ユニットに設けられている。そのほかの中間転写ユニット２の構成は前記説明したものと同様である。なお、２次転写ローラ６２は、ジャム復帰時と画像調整パターン作像時に中間転写ベルト７から離間した状態となり、この状態で潤滑剤塗布手段６４が中間転写ベルト７の表面に当接することによって、無機潤滑剤を塗布する。この実施の形態では、２次転写ローラ６２が中間転写ベルト７の表面から離間しているときに潤滑剤塗布手段６４が中間転写ベルト７の表面に当接し、逆に２次転写ローラ６２が中間転写ベルト７の表面に当接しているときに潤滑剤塗布手段６４が中間転写ベルト７の表面から離間するというように、中間転写ベルト７の表面に対する２次転写ローラ６２の接離と潤滑剤塗布手段６４の接離動作が連動している。このような連動化により装置の簡略化を図ることができる。

図３は、図２の潤滑剤塗布手段６４と同様な機構・機能を有する無機潤滑剤からなる潤滑剤塗布手段６６がクリーニング装置８のケーシング５５内において支持ローラ１０上の中間転写ベルト７の表面に接離可能に設けられた、さらに別の実施の形態を示すものである。潤滑剤塗布手段６６の構成は前記潤滑剤塗布手段６４と同様であり、６６ａは回転ブラシローラ、６６ｂは無機潤滑剤、６６ｃはスプリングである。この潤滑剤塗布手段６６の場合も中間転写ベルト７に対する接離により前記実施の形態と同様な作用を奏する。図２，３の実施の形態からも明らかなように接離可能に構成された無機潤滑剤からなる潤滑剤塗布手段６４，６６の配設位置は特に限定するものではなく、２次転写後、転写残トナーを除去するクリーニングブレード５６までの間の中間転写ベルト７の表面と対向する位置であれば任意でよい。

前記各実施の形態においては、潤滑剤塗布手段５７では脂肪酸金属塩を、潤滑剤塗布手段５８，６４，６６では無機潤滑剤を塗布するようにしたが（第１実施例）、そのほかに潤滑剤塗布手段５７では脂肪酸金属塩を、潤滑剤塗布手段５８，６４，６６では無機潤滑剤と脂肪酸金属塩の混合物を塗布するようにしてもよい（第２実施例）。また潤滑剤塗布手段５７では無機潤滑剤と脂肪酸金属塩の混合物を、潤滑剤塗布手段５８，６４，６６では無機潤滑剤を塗布するようにしてもよい（第３実施例）。さらに潤滑剤塗布手段５７及び５８，６４，６６ともに無機潤滑剤と脂肪酸金属塩の混合物を塗布するようにしてもよい（第４実施例）。ただし、第４実施例の場合は潤滑剤塗布手段５７からの無機潤滑剤と脂肪酸金属塩の混合物Ａと潤滑剤塗布手段５８，６４，６６からの無機潤滑剤と脂肪酸金属塩の混合物Ｂに関し、
混合物Ａ中の無機潤滑剤の混合比率 ＜ 混合物Ｂ中の無機潤滑剤の混合比率
という条件を満たすことが必要である。

前記潤滑剤塗布手段で塗布する潤滑剤としては背景技術でも記載したように主に脂肪酸金属塩と無機潤滑剤が知られており、脂肪酸金属塩の例としては、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸銅、オレイン酸鉛、オレイン酸マンガン、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸コバルト、パルミチン酸鉛、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸アルミニウム、パルミチン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプリン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、リシノール酸亜鉛、リシノール酸カドミウム及びそれらの混合物があるが、これに限るものではない。また、これらを混合して使用してもよい。中でもステアリン酸亜鉛が特に像担持体への成膜性に優れることから、最も好ましく用いられる。

また、無機潤滑剤の例としては、タルク・マイカ・窒化ホウ素・二硫化モリブデン・二硫化タングステン・カオリン・スメクタイト・ハイドロタルサイト化合物・フッ化カルシウム・グラファイト・板状アルミナ・セリサイト・合成マイカなどがあるがこれに限るものではない。中でも窒化ホウ素は、原子がしっかりと組み合った六角網面が広い間隔で重なり、層間に働く力は弱いファンデルワールス力のみであるため、容易に劈開、潤滑することから、最も好ましく用いられる。

上記、窒化ホウ素を潤滑剤として用いた場合、クリーニングブレードと像担持体の当接部で堰き止められニップが迅速に形成される（ダム効果）ことによって、トナーのすり抜けが防止できる。

図４は、窒化ホウ素のダム効果によってクリーニング性が向上することを示したデータである。脂肪酸金属塩であるステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）では、クリーニング不良が発生しているが、同一のパターンを入力した場合、ステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素を８：２で混合したものは、クリーニング不良は発生せず、すり抜けＩＤは０（ゼロ）となっている。この実験は各２回ずつで比較している。しかし、窒化ホウ素を代表とする無機潤滑剤は、以下のような課題もある。

図５は、各潤滑剤において、消費量と得られる摩擦係数の関係を示したグラフである。これをみると、同じベルト表面摩擦係数μ（例えばμ＝０．２１）を得るための消費量は、ステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素の混合物（８：２で混合）の方が多く、ステアリン酸亜鉛のみの約２倍が必要であることが分かる。このため、無機潤滑剤を使用する場合、装置に搭載しなければならない容量を大きくする必要があり、機械の小型化には不利になっている。

また、図６は滑剤消費量の安定性を比較したものである。これを見ると、ステアリン酸亜鉛単独で使用した場合は、作像距離に対してほぼ一定量で推移しているのに対し、ステアリン酸亜鉛と窒化ホウ素の混合物（８：２で混合）では、消費量の変動が大きくベルト表面摩擦係数の安定化が難しい。そのため、長期間にわたって無機潤滑剤を安定的に塗布することは困難である。

その他、窒化ホウ素を代表とする無機潤滑剤は、感光体への固着、感光体フィルミングが発生すること等の課題があるため、未だにステアリン酸亜鉛を滑剤として用いることが主流となっている。

一方、クリーニングし易さは、像担持体上に残留したトナー量に大きく影響され、多い程不利になることが知られている。特に、未転写トナーが入力されるジャム復帰時又は画像調整パターン入力時は、転写残トナー入力時に比べて負荷が非常に大きく、クリーニング不良が発生する可能性が高い。そのため、前記したように従来から入力画像を検知して潤滑剤塗布量を調整する方法が広く提案されてきている。しかし、従来の方法では、特別に入力画像の検知手段を設けなければならず、更に無機潤滑剤の堰き止め効果を狙ったものではないため、小粒径トナーに対しては効果が不十分といえる。そこで、この実施の形態では、一定閾値以上トナーが入力された場合にのみ、窒化ホウ素を代表とする無機潤滑剤の塗布量を多くすることによって、副作用を防止しダム効果によるトナーすり抜け効果を得るようにした。

「一定閾値」について説明する。クリーニング装置８のクリーニング能力として、クリーニングする入力トナーの濃さ（単位面積当たりの入力トナーの量Ｍ／Ａ［ｍｇ／ｃｍ²］）が一定量（一定閾値）以上になると、急激にクリーニングに対して不利になる傾向にある（図７のグラフ参照）。転写紙Ｐに転写後の残留トナーレベル（以下、グラフではＭ／Ａ＝０．０２２）では、クリーニングに対して能力的に充分であり、クリーニング不良が発生することは無いが、ジャム復帰時や画像調整パターン入力時（以下グラフでＭ／Ａ＝０．１以上）では、短時間で大量のトナーがクリーニング装置８に入力されるため、クリーニングに対して不利となりクリーニング不良が発生する可能性が高い。グラフの例では０．０２２と０．１の間に閾値があることになる。そこで、この実施の形態では、入力トナーの濃さ（Ｍ／Ａ）が一定閾値以上になったときに、無機潤滑剤塗布量を増加させるようにしている。

図７に示すように、クリーニング装置８にトナーを、一定濃度のパターンを次々に入力していき、クリーニング不良が発生するまでの総トナー入力量を縦軸にとる。このグラフは、総入力トナー量が多いほど、クリーニング不良しにくく、クリーニング性が良となるということを意味している。Ｍ／Ａが充分に小さいと、総入力トナー量を多くしていっても、クリーニング不良は発生しなくなるため、Ｍ／Ａ＝０．０２２のところではクリーニング不良未発生となる。

前記のようであって、この実施の形態にあっては、一定閾値を、ジャム復帰時と画像調整パターン作像時の未転写トナー作像時にすることによって、像担持体上のトナー量の検出手段を有さない場合でも、事前に作成された制御仕様によって潤滑剤の塗布比率を切り替えることができる。
潤滑剤の塗布比率の切り替え方法は、図２に示したように、通常作像時は、クリーニング装置のケーシング内の潤滑剤塗布手段にて、脂肪酸金属塩のみを塗布しているが、ジャム復帰時と画像調整パターン作像時で２次転写ローラが中間転写ベルトから離間した状態で、無機潤滑剤（又は脂肪酸金属塩と無機潤滑剤の混合物）塗布手段が中間転写ベルトに当接することによって、無機潤滑剤と塗布比率が増加する。
このとき、無機潤滑剤の塗布比率は、最大でも脂肪酸金属塩の塗布比率を超えないようにすることによって、感光体フィルミングの発生を防止する。
また、ジャム復帰時や画像調整パターン作像時の場合のように未転写トナーがクリーニング装置に入力される中間転写ベルトのクリーニングの場合に特に有効であるが、ジャム復帰時や画像調整パターン作像時にはもともと２次転写は離間する機構を有している場合が多く、潤滑剤塗布比率の切り替えを２次転写（紙転写）手段の中間転写ベルトからの接離動作に連動させれば、既存の機構を利用できるため、装置を簡略化できる。

１ 画像形成装置の本体
２ 中間転写ユニット（転写ベルトユニット）
３ ２次転写ユニット
４ 下部枢支点
７ 中間転写ベルト
８ クリーニング装置
１０，１１，１２，１３ 支持ローラ
１５ １次転写ローラ
３３ ２次転写ベルト
５５ ケーシング
５６ クリーニングブレード（クリーニング手段）
５７ 潤滑剤塗布手段（第１の潤滑剤塗布手段）
５８，６４，６６ 潤滑剤塗布手段（第２の潤滑剤塗布手段）

特開平５−３２３７０４号公報 特開２００７−２７２１８７号公報 特開２００８−１３４４６７号公報 特開２００８−０９６７２７号公報 特開２００８−２３３２３８号公報 特開２００３−３３０３２０号公報 特開２００２−２４４４８５号公報

Claims (12)

1. 静電潜像を顕像化したトナー像を担持する像担持体と、前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、この転写手段で転写した後の前記像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング手段とを有する転写装置であり、
   前記クリーニング手段で転写残トナーが除去され前記転写手段で転写前の前記像担持体に脂肪酸金属塩、又は脂肪酸金属塩と無機潤滑剤の混合物からなる潤滑剤を塗布する第１の潤滑剤塗布手段と、
   転写後の前記像担持体に無機潤滑剤、又は無機潤滑剤と脂肪酸金属塩の混合物からなる潤滑剤を前記像担持体に塗布する第２の潤滑剤塗布手段と、
   前記第１及び第２の潤滑剤塗布手段から塗布される脂肪酸金属塩と無機潤滑剤の塗布比率を前記像担持体上に残留したトナー量に応じて変化させる手段と、
   を有することを特徴とする転写装置。
2. 請求項１に記載の転写装置において、第１の潤滑剤塗布手段は、クリーニング手段の近傍に設けられ、常時塗布する構成となっており、第２の潤滑剤塗布手段は、転写手段の近傍、又はクリーニング手段の近傍に前記像担持体に対して接離可能に設けられ、当接時に塗布する構成となっていることを特徴とする転写装置。
3. 請求項１又は２に記載の転写装置において、潤滑剤の塗布比率を変化させる手段は、像担持体上残留トナー量が一定閾値を超えたとき、無機潤滑剤の塗布比率を増加させることを特徴とする転写装置。
4. 請求項３に記載の転写装置において、像担持体上トナー残留量の一定閾値を未転写トナー入力時とし、ジャム復帰時、又は画像調整パターン作像時に、無機潤滑剤の塗布比率が増加することを特徴とする転写装置。
5. 請求項４に記載の転写装置において、通常作像時は脂肪酸金属塩のみを潤滑剤として塗布するが、ジャム復帰時か画像調整パターン作像時にのみ、無機潤滑剤のみか、又は脂肪酸金属塩と無機潤滑剤を混合した潤滑剤塗布を追加することにより、塗布比率を変化させることを特徴とする転写装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の転写装置において、無機潤滑剤の塗布比率は、最大でも脂肪酸金属塩の塗布比率を超えないことを特徴とする転写装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の転写装置において、脂肪酸金属塩がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする転写装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の転写装置において、無機潤滑剤が窒化ホウ素であることを特徴とする転写装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の転写装置において、像担持体が中間転写ベルトであることを特徴とする転写装置。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の転写装置において、転写手段が２次転写手段であることを特徴とする転写装置。
11. 請求項１０に記載の転写装置において、潤滑剤の塗布比率を変化させる手段による潤滑剤塗布比率の切り替えが、２次転写手段の中間転写ベルトからの接離に連動していることを特徴とする転写装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の転写装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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